[发明专利]防黏耐磨复合钢板及其制备方法

说明书

本发明属于特种钢材制备技术领域，具体涉及一种防黏耐磨复合钢板及其制备方法。防黏耐磨复合钢板是由含金属碳化物的合金钢板与碳钢钢板通过热轧进行复合得到；防黏耐磨复合钢板的表面具有凹凸纹理，凹凸纹理设置在含金属碳化物的合金钢板面上。本发明通过将碳化钨、碳化铌、碳化钛和碳化钒冲入基体钢中获得耐磨防黏的合金钢，然后将其与耐冲击性能好的碳钢通过热轧复合，在热轧的过程中使钢板表面形成凹凸的纹理，减少物料与钢板的接触面积，获得具有良好防黏耐磨性能和抗冲击性能的复合钢板。

技术领域

本发明属于特种钢材制备技术领域，具体涉及一种防黏耐磨复合钢板及其制备方法。

背景技术

随着技术的不断进步，越来越多具有高性能的特种钢材被研发制备出，用于不同的行业。其中耐磨钢材是需求量最大的特种钢材之一，其广泛的用于采矿、冶金、发电、建筑、农业等行业。在实际应用过程中，当耐磨钢板用于如制备挖掘机挖斗、装卸车车斗、矿物加工机械类的采掘、装载、输运和加工设备时，由于所作用的物料具有一定黏性，因此会导致物料黏附、堆积到机械上，导致机械运行效率下降。

目前对用于采掘、装载、输运和加工设备上所用的特种钢材，主要考虑耐磨性能和抗冲击性能。具有耐磨性能的钢材主要以铬合金为主，其可通过高温熔覆、堆焊、注渗等技术进行制备。

中国专利CN 108060345A公开一种提高高铬铸铁合金耐磨性的加工方法，包括配料、高铬铸铁合金胚件制备、加工件制备、高频感应熔覆以及保温处理。此专利通过熔覆法制备了耐磨性能好的高铬合金，加入锰、钒、镍、钼、锌，利用混合剂显著改善了铬、锰元素在合金中的分布，获得抗冲击性能好、耐磨性好的高铬铸铁合金，但未对其表面进行特殊处理，因此不具有良好的防黏性能。

中国专利CN 102212740A公开一种含VN、TiN粉体高铬铸铁、该铸铁制备方法和耐磨件，所述VN、TiN粉体是纯度为99.5％的VN和纯度为99.3％的TiN，所述粉体占高铬铸铁重量百分数是2-4％的VN和2-4％的TiN，所述高铬铸铁还包括3.1-3.9％C，18-22％Cr，0.5-1.0％Si，0.6-1.6％Mo，0.6-1.2％Mn，0.1-0.4％Ni，0.04-0.09％V，0.011-0.031％S，0.018-0.030％P、余量为铁的基体材料。此专利将VN和TiV加入熔融的高铬铸铁中，用来改善其耐磨性能，用于制备耐磨抛丸器叶片，性能良好，但其表面光滑，未进行防黏处理。

单纯的高铬合金若用于制备钢板在应用过程中容易在冲击的过程中产生裂纹，导致性能下降。中国专利CN111702294A公开一种高铬合金复合耐磨钢板及其生产工艺，高铬合金复合耐磨钢板包括：基板，基板采用钢材制成，且基板具有上表面以及下表面；高铬合金复合耐磨层，高铬合金复合耐磨层覆盖在基板的上表面上，基板的厚度为5-15cm，高铬合金复合耐磨层的厚度为4-30cm，钢材为Q235普通碳素钢或者Q345普通碳素钢或者不锈钢，高铬合金复合耐磨层由非金属元素和金属元素组成。此专利利用堆焊技术制备了高铬合金和钢材复合的耐磨复合钢板，其耐磨性和耐冲击性能显著提高，但由于表面未进行防黏处理，在实际使用过程中，表面会黏沾土石，影响使用。

提高金属材料防黏性的主要方法有：第一，在材料表面添加光滑的镀层或涂层；第二，对材料表面进行处理形成独特结构。但添加镀层或涂层在工程应用过程中，镀层容易因受到频繁冲击、摩擦而脱落，导致其防黏性能下降。中国专利CN 105665855A公开一种铝合金不修饰的仿生超疏水、低粘附表面的制备方法，采用仿生学理念，提取具有超疏水特性的植物叶片表面几何纹理与数学分布关系，不采用任何化学修饰，直接在铝合金表面构筑多尺度的仿生几何纹理，应用于铝合金表面超疏水、低粘附制备技术中，实现植物叶片超疏水功能的工程仿生高效再现。此专利利用电火花微纳米线切割法在铝合金表面构建了具有仿生疏水结构的纳微结构，但该法只适用于硬度低的金属材料，对高硬度的钢铁合金不能适用，并且所形成的的纳微结构表面摩擦系数较大，不能达到防黏的效果。

目前，亟需提供一种具有良好防黏耐磨性能和抗冲击性能的防黏耐磨复合钢板。

发明内容